Элементарный заряд и поле

В.Н.Гуськов

Принятые сокращения.
КНБ – концепция непосредственного близкодействия.
ГП – гипотеза полуквантов.
ФО – физический объект (частица, поле, тело и т.д.)
ОСМ – основное состояние материи.

С тех пор как в природе был обнаружен электрический заряд и экспериментально подтвердилась материальность присущего ему поля, наука мало продвинулась в познании физического устройства системы: заряд + поле.
Как устроен электрический заряд, как образуется поле, как они совместно функционируют? На все эти вопросы нет ответа и поныне.
Более того, такие вопросы в среде ученых физиков считаются не уместными и даже вредными! Считается что имеющихся знаний о заряде и поле вполне достаточно для дальнейшего продуктивного развития науки. (В.Григорьев, Г.Мякишев «Силы в природе» стр. 140-142).
Позволим себе не согласиться с этим утверждением и попробуем на основе КНБ и ГП построить качественную работоспособную модель элементарной системы: заряд + поле.

Начнем мы с того что покажем истинные причины отказа существующей теории от более глубокого анализа устройства простейшей электрически заряженной системы.
Здесь многое объясняется незнанием структуры собственно элементарного электрического заряда – электрона (позитрона). Трудно говорить об электрическом поле не зная конкретных причин его возникновения. Простой констатации факта связи существующей между полем и зарядом явно недостаточно.
Кроме того, все существующие определения поля довольно противоречивы и никакое из них не согласуются полностью с экспериментально установленными характеристиками поля.
Покажем это на примере двух наиболее распространенных определений поля. Поля как особого вида материи, существующего вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом и поля как своего рода возбуждения окружающего заряд пространства.
Для первого определения характерна материальная данность, статичность якобы присущие полю. Поле предстает в виде своеобразного материального «облака» окружающего заряд с вполне определенными постоянными свойствами.
Якобы поэтому, напряженность поля вследствие снижения плотности «облака», подобно атмосферному давлению, уменьшается по мере удаления от заряда. (Строгую математическую закономерность зависимости напряженности поля от расстояния между зарядами экспериментально установил еще Кулон.)
Трудности с таким видением поля возникают тогда, когда становится необходимым определить другие показатели поля, например его энергию или массу. А также при попытке определить границы и скорость распространения поля, по крайней мере, в период его образования.
Проблема состоит в том, что энергия и масса выделенной конкретной системы не могут быть бесконечными величинами. А согласно тому же закону Кулона поле не должно иметь границ.
Других достоверных критериев, позволяющих ограничить область распространения поля, нет.
Возникают также проблемы (только в теории, но не на практике!) с ускорением и вообще с перемещением такой громоздкой системы.

Если воспринимать поле как возбуждение пространства вокруг заряда, то необходимо объяснить каким образом величина этого возбуждения (напряженность поля) поддерживается на определенном постоянном уровне.
Вероятно, объяснить это можно только одним образом – постоянным, не прекращающимся возбуждением зарядом окружающего пространства.

Но поскольку поле, согласно существующей теории, имеет энергию и массу то, следовательно, заряд должен бесконечно продуцировать материю или возбуждение (энергию), в окружающее пространство, растрачивая на это  собственное содержание, которое весьма ограничено.

Теперь мы видим, что ни один из предполагаемых вариантов объяснения функционирования системы: заряд + поле не может устраивать существующую теорию в полной мере. Поэтому она, признавая тем самым свою несостоятельность, жонглирует разными понятиями поля, используя в различных ситуациях то из них, которое наиболее удобно.

С позиций КНБ и ГП объяснить, как работает система: заряд + поле не сложно.
Ранее уже много говорилось об элементарном электрическом заряде в виде электрона. Структура электрона состоит из двух сменяющих друг друга взаимодействий, а содержание — из кванта материи находящейся в зарядовом состоянии.
Согласно такой точки зрения поле электрона-заряда возникает в момент его первого внешнего взаимодействия с окружающим материальным пространством (ОСМ). Это значит, что поле не есть некая данность присущая заряду в законченном виде  изначально, а только возникает вместе с ним.
После завершения первого взаимодействия с окружающей материей содержание электрона (полукванты зарядового состояния материи) переходит в фазу внутреннего взаимодействия. А сферическая «волна» поля в виде таких же полуквантов зарядового состояния материи, какими были полукванты электрона в момент взаимодействия с ОСМ через цепь последовательных взаимодействий, со скоростью света (другой скорости для распространения элементарных взаимодействий просто не существует) удаляется от заряда.
Подчеркнем что это единичное «возбуждение» материального пространства (квант поля)  содержательно абсолютно равно содержанию электрона.
Иными словами, если видеть этот процесс глазами существующей теории, то на производство единичного сферического импульса поля электрон должен затратить все свое содержание и перестать существовать.

Почему этого не происходит, и каким образом электрон сохраняет свое содержание хорошо видно из детального описания процесса функционирования электрона, который протекает согласно принципам непосредственного взаимодействия. (Автор рекомендуем читателю  ознакомиться хотя бы со статьей «Новая концепция близкодействия в физике» и статьей «Электрон и поле» на этом сайте, тогда возможно многое из происходящего в физической природе для Вас прояснится).
А пока (непосвященным) остается только принять к сведению, что содержание электрона в ходе взаимодействия с материальным пространством (ОСМ) не только преобразуется в противоположное по проявлению (для последующего внутреннего противостояния и преобразования) но и вызывает изменение материального пространства строго соответствующее его содержанию.
Результатом этого «возбуждения» пространства будет возникновение точно такого же (количественно и качественно) как у электрона зарядового состояния материи уже вне него. (В основе принципа преобразовательного взаимодействия «обычных» ФО (частиц, тел) с ОСМ лежит предположение о способности ОСМ быть противостоящей величиной во взаимодействии для любого из них).
Взаимодействием электрона с ОСМ процесс образования единичного импульса поля электрона завершается. В тот момент, когда это «возбуждение» передается через взаимодействие следующим более удаленным от электрона квантам материального пространства,  внутри электрона вновь происходит преобразование  полуквантов в  противостоящие ОСМ. Они, вступая во взаимодействие со смежным окружающим материальным пространством, которое уже успело возвратиться в нейтральное состояние, вновь продуцируют сферическую «волну» зарядового состояния материи — очередной кванта поля.

Эти периодически повторяющиеся события происходят с большой частотой ограниченной только  временем необходимым на внутреннее преобразовательное взаимодействие в электроне, которое происходит также со скоростью света.

На расположенном ниже рисунке в простейшей форме изображена система: электрон + поле находящаяся в начальной стадии формирования поля состоящего из отдельных импульсов.

В центре ограниченном сплошной линией находится элементарный электрический заряд в фазе внешнего взаимодействия.
Пунктирной линией обозначены «волны» поля, уходящие со скоростью света (через преобразовательное взаимодействие) в материальном пространстве от электрона.
Стрелками обозначены полукванты зарядового состояния материи.

Благодаря огромной (по макроскопическим меркам) скорости образования и распространения «волн» поле быстро занимает огромные пространства. Его суммарное содержание постоянно увеличивается.
Однако безграничным в пространстве и бесконечным по содержанию оно может стать только в том случае если бесконечна длительность существования заряда.
Поэтому у реального заряда  в любой момент его существования поле всегда имеет строго определенные границы и конкретное содержание.
Их величину не сложно определить, зная скорость распространения поля и длительность существования заряда.

«Импульсивная» модель поля соответствует всем экспериментально установленным  динамическим характеристикам реального поля и в частности, наблюдающейся у него напряженности. Благодаря постоянному продуцированию квантов поля его напряженность в любой точке сохраняется (в среднем по времени) на постоянном уровне.
Вместе с тем, «импульсивное»поле не имеет ни массы, ни энергии.
Согласно ГП такое физическое образование как поле не может иметь энергию, так как энергетическое состояние материи включает в себя полукванты двух видов, а поле единичного заряда состоит из полуквантов одного вида (+ или -). По этой же причине и сам элементарный заряд (электрон) не имеет энергии.
Не смотря на то, что поле состоит из такого же вида полуквантов что и электрон в отличие от него массы оно не имеет. Это объясняется тем, что масса это характеристика не просто зарядового состояния материи, а свойство определенным образом структурно организованного зарядового состояния материи.
Для того чтобы иметь массу полю необходимо как электрон быть способным сохранять замкнутую (пространственно и содержательно) структуру не смотря на всевозможные внешние взаимодействия.
Именно благодаря своей структурной организации электрон после взаимодействия с другими ФО всегда остается электроном сохраняя свой заряд и массу. (Только в процессе аннигиляции, перестав быть собственно электроном, он теряет эти свойства).
Такой способностью к самосохранению своей структурной и пространственной формы ни отдельный элемент поля, ни их совокупность не обладают, следовательно, поле не имеет массы.

Поле как «возбуждение» материального пространства в определенное состояние не может самопроизвольно прекратить свое распространение, и процесс расширения поля будет происходить бесконечно при отсутствии внешних причин препятствующих его распространению.
В этом смысле поле после своего образования полностью независимо от заряда как впрочем, и отдельные его элементы друг от друга.

Почему объясняя происходящее в зарядовой системе мы слова: волна и возбуждение, заключаем в кавычки?
Потому что, применяя эти понятия при описании процессов связанных с состояниями материи вообще, а не только электрического поля, мы вкладываем в них иное, чем обычно содержание.
Из КНБ следует, что ФО состоящие из различных состояний материи не являются собственно материальной субстанцией, то есть корпускулами .
Но объекты-состояния и процесс их распространения не являются также и волной в общепринятом смысле этого слова.
Дело в том, что классическая волна это процесс переноса чего-либо (например, энергии) в какой-то среде. А при преобразовательном распространении (перемещении) состояния материи не переносится ни материя, ни отдельные её свойства. Не нуждается этот процесс и во внешней среде. Происходит преобразовательное становление одного состояния материи другим.
Иными словами, в результате преобразовательного взаимодействия конкретное состояние материи со всеми присущими ему атрибутами (в том числе и энергией или массой) каждый раз возникает вновь в смежной точке материального пространства.

Существующая теория не может безоговорочно  признать способность заряда неограниченно продуцировать элементы поля.
Не может она признать и способность поля безгранично распространяться в материальном пространстве.
Поэтому теория стремясь сохранить самое себя уходит от обсуждения острых проблем касающихся поля.
Так теория избегает обсуждения вопроса о скорости распространения поля ограничиваясь обсуждением только скорости распространения изменений в поле.
Однако отделить распространение изменений в поле от распространения самого поля невозможно. Изменения, происходящие в поле, естественным образом предполагают соответствующие изменения в заряде – они целиком и полностью зависят от них.
Например, смещение заряда или изменение его величины вызовет соответствующие изменения в поле. Скорость этих изменений (как в поле, так и в заряде) обязательно меньшей скорости света. Скорость же распространения изменений в поле целиком и полностью зависит от скорости распространения самого поля.
По сути распространение изменений в поле и распространение самого поля это одно и то же явление. Поле не может быть средой для распространения своих же собственных изменений.
Поэтому утверждая, что скорость распространения изменений в поле равна скорости света мы, тем самым утверждаем, что скорость распространения самого поля является таковой. Никаких других вариантов нет.

Теперь обратим внимание на то, как обычно изображается электрический заряд с присущим ему полем.

(http://sdo.mpvodokanal.ru/fizika/f3-1-3.sht Рис.3.1.3.2)

Из комментариев к рисунку становится ясно, что направленность силовых линий отождествляется с направлением распространения поля заряда.
Однако односторонне направленные силовые линии всегда отражают только одну сторону происходящего процесса между зарядами.
С таким же успехом для изображения поля можно выбрать противоположную направленность силовых линий и тогда поле будет поглощаться положительным зарядом. Направление распространения поля от таких субъективных  манипуляций не изменится.
Такой метод определения направления распространения поля в принципе ошибочен — он не связан с действительным процессом распространения поля и не отражает его.

Направление распространения поля совершенно не зависит от знака заряда. Возникающее поле всегда распространяется от заряда.
На первом рисунке направленность стрелок отражает действительное направление распространения поля (направление распространения его импульса). Этот рисунок отражает процесс распространения поля не зависимо от знака его заряда.

Выводы.

Электрический заряд это одна из характеристик структурно организованной физической материи находящейся в зарядовом состоянии (согласно терминологии ГП).
Главным свойством таких объектов (помимо массы) является способность производить (продуцировать вовне) не материю, а такое же зарядовое состояние материи, какое и образует заряд.

Это значит, что заряд не поглощает ничего собственно материального извне и не продуцирует туда же. Он в ходе цикла преобразовательных взаимодействий в купе с окружающей материей находящейся в основном состоянии «получает» зарядовое состояние материи и, пропуская его через себя, «выдает» наружу.
Заряд в этом смысле можно представить в виде своеобразной перерабатывающей «мини фабрики» по производству зарядового состояния материи.

Не трудно понять, что производимое зарядом зарядовое состояние материи и будет его полем. Главное отличие поля от заряда состоит в отсутствии у поля структуры позволяющей ему само сохраняться (подобно заряду) в виде относительно пространственно замкнутого образования. Отсюда следует неспособность поля не только быть зарядом, но обладать массой.

Из выше изложенного хорошо видно, что поле не представляет собой какой-то как это принято считать «особый вид материи, существующий вокруг тел или частиц обладающих электрическим зарядом». (Википедия).
И поле, и объекты имеющие заряд состоят из одной материи находящейся в зарядовом состоянии.

Теоретически вполне допустимо из полноценного одиночного импульса поля получить не менее полноценный электрический заряд. Для этого достаточно только лишь(!) его структурно организовать.

Элементарный электрический заряд – это характеристика кванта структурно организованной материи находящейся в зарядовом состоянии связанная со способностью объекта продуцировать зарядовое состояние материи вовне и вступать в специфические взаимодействия с себе подобными объектами.
Электрическое поле – это характеристика совокупности произведенных зарядом структурно не организованных квантов зарядового состояния материи.
Поле единичного элементарного заряда не имеет энергии и массы и удаляется от заряда со скоростью света.
После образования отдельные кванты поля с зарядом физически (в настоящем) не связаны.
Количественно и качественно квант поля равен содержанию электрона в одной из фаз его существования .
Количественно содержание поля зависит от длительности существования заряда.

Общение с автором: gusckow@yandex.ru